一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法技术方案

一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法，包括成型腔，成型腔上表面形成扫描区域，所述扫描区域分隔成N个子区域，扫描腔位于成型腔上方，所述扫描腔内设有N个扫描模块，所述扫描模块与子区域对应设置，每个扫描模块包括A个扫描组件，所述扫描组件可以扫描与之对应子区域的全部范围，所述扫描组件包括激光发射器、振镜组，所述激光发射器发射的激光从上方射入振镜组后从振镜组下方射出至扫描区域，其中N≥1,A≥2。由于采用多激光束进行扫描，采用上进下出的激光路径，使得扫描模块中的扫描组件布局更加简单，同时也使得多个扫描模块可以水平矩阵分布而不会造成光路的相互干扰。采用冗余设计，因此当部分扫描组件发送故障时，并不影响正常工作。并不影响正常工作。并不影响正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及3D打印
，尤其是一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，3D打印技术已经逐渐成熟，其中通过激光进行扫描是3D打印的主流方向，早期的扫描多采用单激光束，其工作效率低下，不适用大面积的扫描。
[0003]随着技术的发展，为了改变上述问题，出现了多激光束的扫描方式，其将扫描的区域分隔成多个区域，然后每个区域设置一个激光束进行扫描，从而提高了工作效率，也适用大面积的扫描。但是由于其激光发射器和振镜组件都是数倍的增加，一旦其中一个元器件出现问题，打印机就无法工作，需要工作人员将不良元器件更换，调整后才能继续使用，一方面降低了打印的效率，同时造成后期维护成本的大幅增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法，其不但能够进一步提高打印效率，同时便于后期维护。
[0005]一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法，包括成型腔，成型腔上表面形成扫描区域，所述扫描区域分隔成N个子区域，扫描腔位于成型腔上方，所述扫描腔内设有N个扫描模块，所述扫描模块与子区域对应设置，每个扫描模块包括A个扫描组件，所述扫描组件可以扫描与之对应子区域的全部范围，所述扫描组件包括激光发射器、振镜组，所述激光发射器发射的激光从上方射入振镜组后从振镜组下方射出至扫描区域，其中N≥1,A≥2。
[0006]进一步地，所述N个扫描模块呈矩阵分布，激光从上方竖直射入扫描模块，N≥4。
[0007]进一步地，所述扫描模块的轮廓为矩形，所述扫描模块的外轮廓垂直投影位于对应的子区域内。
[0008]进一步地，所述激光发射器位于上部，所述振镜组位于下部。
[0009]进一步地，所述振镜组包括第一振镜、第二振镜，激光经第一振镜、第二振镜反射至对应子区域，所述第二振镜的高度低于第一振镜。
[0010]进一步地，所述振镜组包括第一振镜、第二振镜、第三振镜，激光经第一振镜、第二振镜和第三振镜反射至对应子区域，所述第三振镜的高度低于第一振镜和第二振镜。
[0011]进一步地，所述扫描系统的模块光束集成率大于44束/米，模块光束集成率是指单位扫描面积上的用于熔化粉末的激光束的数量。
[0012]一种采用上述3D打印多激光扫描模块的高集成度系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0013]控制单元读取扫描路径，其中第i个子区域的扫描路径对应第i个扫描模块，1≤i≤N，N个扫描模块将该模块中状态正常的扫描组件数量发送给控制单元；
[0014]控制单元根据扫描模块传输的信息，将第i个子区域的扫描路径均衡转换成第i个扫描模块中状态正常的扫描组件工作路径；
[0015]第i个扫描模块中，状态正常的扫描组件协同完成第i个子区域的扫描。
[0016]采用本专利技术的技术方案，具有以下技术效果：
[0017]由于采用多激光束进行扫描，采用上进下出的激光路径，使得扫描模块中的扫描组件布局更加简单，同时也使得多个扫描模块可以水平矩阵分布而不会造成光路的相互干扰。单个扫描模块中的多个扫描组件均可扫描对应的子区域，因此当部分扫描组件发生故障时，并不影响扫描工作，正常进行，特别适用于扫描组件多的大型系统设计。通过模块化的扫描模块，便于后期维护。由于工作时采用多激光束同时进行扫描，因此提高了扫描效率。
附图说明
[0018]图1为实施例一的结构示意图。
[0019]图2为图1沿A
‑
A
’
的剖面结构示意图。
[0020]图3为振镜工作的原理示意图。
[0021]图4振镜扫描共同区域的结构示意图。
[0022]图5（a）为现有技术的振镜布置结构示意图。
[0023]图5（b）为实施例一的振镜布置结构示意图。
[0024]图6为双振镜的原理示意图。
[0025]图7为三振镜的原理示意图。
[0026]成型腔1；平台11；区域2；子区域31、32、33、34；扫描腔4；扫描模块51、52、53、54；扫描组件61、62、63、64；激光发射器71；振镜组72；第一振镜721；第二振镜722；第一振镜电机821；第二振镜电机822、打印粉末9。
具体实施方式
[0027]为了使得本专利技术的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术 ，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本专利技术的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
[0028]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”.“下”.“左”.“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0029]实施例一：
[0030]如图1
‑
6所示，一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法，包括包
括成型腔1，成型腔1上表面设有开口，成型腔1内设有平台11，平台11可在成型腔1内上下运动，成型腔1内设有打印粉末9，成型腔1上表面形成扫描区域2，当一层扫描区域2扫描打印完成后，平台11向下运动一层的距离，重新进行铺粉，然后进行下一层的扫描打印。
[0031]扫描区域2分隔成4个子区域31、32、33、34，扫描腔4位于成型腔1上方，扫描腔4内设有4个扫描模块51、52、53、54，4个扫描模块分别对应设置在4个子区域31、32、33、34上方，扫描模块51、52、53、54呈军阵分布，扫描模块51、52、53、54的轮廓为矩形，扫描模块51、52、53、54的外轮廓垂直投影位于对应的子区域31、32、33、34内。每个扫描模块包括4个扫描组件，扫描组件可以扫描与之对应子区域的全部范围。
[0032]本实施例以扫描模块51为例进行说明，扫描模块51包括4个扫描组件61、62、63、64，扫描模块51对应子区域为31，因此扫描组件61可以扫描其对应子区域31，扫描组件62、63、64也扫描子区域31。
[0033]扫描组件61包括激光发射器71、振镜组72，激光发射器71位于上部，振镜组72位于下部。振镜组72包括第一振镜721、第二振镜722，激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印多激光扫描模块的高集成度系统及其工作方法，其特征在于，包括成型腔，成型腔上表面形成扫描区域，所述扫描区域分隔成N个子区域，扫描腔位于成型腔上方，所述扫描腔内设有N个扫描模块，所述扫描模块与子区域对应设置，每个扫描模块包括A个扫描组件，所述扫描组件可以扫描与之对应子区域的全部范围，所述扫描组件包括激光发射器、振镜组，所述激光发射器发射的激光从上方射入振镜组后从振镜组下方射出至扫描区域，其中N≥1,A≥2。2.根据权利要求1所述的3D打印多激光扫描模块的高集成度系统，其特征在于，所述扫描模块的轮廓为矩形，所述扫描模块的外轮廓垂直投影位于对应的子区域内。3.根据权利要求1所述的3D打印多激光扫描模块的高集成度系统，其特征在于，所述N个扫描模块呈矩阵分布，激光从上方竖直射入扫描模块，N≥4。4.根据权利要求1所述的3D打印多激光扫描模块的高集成度系统，其特征在于，所述激光发射器位于上部，所述振镜组位于下部。5.根据权利要求1所述的3D打印多激光扫描模块的高集成度系统，其特征在于，所述振镜组包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡美婷，颜家川，王锦洋，王星雨，王小廷，韩丽俊，颜永年，
申请(专利权)人：江苏永年激光成形技术有限公司，
类型：发明
国别省市：